Luciano DI MAIO | Progetti

FILM BARRIERA PER LA PROTEZIONE DI CELLE SOLARI

Il progetto si pone l’obiettivo di migliorare il tempo di vita delle celle solari mediante il loro rivestimento con film flessibili ad elevate proprietà barriera ottenuti atrraverso la funzionalizzazione di matrici polimeriche con sostanze attive e/o nanoparticelle. In particolare si prevede di realizzare l’accoppiamento di film barriera sia attivi che passivi allo scopo di migliorare l’effetto protettivo riducendo al contempo il numero di strati necessari a garantire una adeguata durabilità dei dispositivi fotovoltaici.Il Progetto di ricerca si baserà sulle seguenti attività principali: FASE 1 Studio e Sviluppo di materiali protettivi con funzione di barriera passivaLa ricerca in questa fase si concentrerà sullo studio della modifica superficiale di bilayer standard flessibili trasparenti utilizzati per il coating di celle solari al fine di aumentarne le proprietà barriera nei confronti dell’acqua e dell’ossigeno. In particolare, si prevede di studiare e realizzare su substrati organici-inorganici nanocoating ad elevata barriera mediante la tecnica del Self Assembly of Monolayers di molecole organiche a catena lunga ad elevata idrofobicità. FASE 2 Studio e Sviluppo di materiali protettivi con funzione di barriera attivaLe attività in questa fase saranno focalizzate sullo studio e realizzazione di materiali a base polimerica in grado di svolgere un’azione di barriera attiva nei confronti dell’ossigeno, grazie alla presenza di opportune sostanze disperse nella matrice polimerica in grado di assorbire ossigeno nel tempo. In particolare si prevede di sperimentare due diversi approcci per la realizzazione di film di PET attivi: un primo, basato sulla dispersione di una fase di barriera attiva mediante estrusione di opportuni assorbitori di ossigeno commerciali in matrici di poliestere ed un secondo basato sulla realizzazione di coating attivi organici/inorganici contenenti assorbitori di ossigeno successivamente depositati su substrati di poliestere. Nello studio saranno testate diverse tipologie di assorbitori di ossigeno in termini di modalità di attivazione dell’assorbimento di ossigeno (auto-attivati, attivati dall’acqua, dalle radiazioni UV, ecc.).FASE 3 Caratterizzazione dei manufatti prodottiI manufatti prodotti nelle fasi precedenti saranno caratterizzati in termini di proprietà ottiche, meccaniche, di proprietà barriera nei confronti dell’acqua (liquida e vapore) e dell’ossigeno. In particolare le misure delle proprietà di barriera nei confronti dell’ossigeno saranno studiate in regime sia stazionario che transitorio.Saranno inoltre realizzate caratterizzazioni termiche e reologiche dei campioni realizzati. I manufatti saranno inoltre caratterizzati anche a seguito di opportuni test di invecchiamento accelerato che saranno condotti sui prototipi in accordo con la normativa di riferimento per i dispositivi fotovoltaici (IEC 61215).FASE 4 Selezione delle migliori soluzioni prototipali ed ottimizzazione del processo di produzione dei materiali protettiviSulla base dei risultati dell’analisi della caratterizzazione dei campioni realizzata nella FASE 3, saranno selezionate le migliori soluzioni prototipali, ricercando una opportuna ottimizzazione che tenga conto delle diverse proprietà: barriera, ottiche, meccaniche, costi, ecc.FASE 5 Rivestimento delle celle solari in scala di laboratorio e valutazione delle prestazioni delle celleInfine, i manufatti selezionati e ottimizzati nella fase 4 saranno utilizzati per rivestire celle solari in scala di laboratorio. Le prestazioni delle celle solari così rivestite saranno valutate e confrontate con quelle delle celle solari non incapsulate e con quelle delle celle solari rivestite con un vetro. Tale fase fornirà i necessari elementi per una concreta verifica e validazione della ricerca effettuata.